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机电集成超环面传动非线性振动分析

王芬  
【摘要】:机电集成超环面传动是一种新型复合传动,实现了机、电和控制的集成,具有无啮合、无润滑、响应速度快、结构紧凑、效率高等优点。为避免不良的动态特性造成传动系统过大的动载荷,本文在机电集成超环面传动系统动力学模型的基础上,对其非线性自由振动、强迫振动、参数振动以及耦合振动等问题进行了深入系统的研究。本文主要包括以下内容: 建立了机电集成超环面传动机电耦合动力学方程式,综合考虑蜗杆、定子和行星轮之间电磁啮合力的非线性变化,推导了系统自由振动非线性方程式,利用L-P法求解了弱非线性振动时域响应的近似解析解,分析了系统弱非线性振动响应和固有频率随系统参数的变化规律。 分析了蜗杆绕组线圈内电压变化引起的扰动电流,建立了机电集成超环面传动系统在其扰动下的动力学方程式,运用小参数法求解了微分方程,讨论了当扰动频率远离和接近系统固有频率时系统的动态响应,以及各参数变化对系统动态响应的影响规律。 考虑了机电集成超环面传动系统中啮合参数激励和电流激励,建立了参数振动非线性方程式,分析了传动系统对激励的时域和频域响应以及传动系统在机械参数激励和电激励共同作用下的耦合振动,得到了系统对复合激励的时域响应规律。 应用数值仿真软件Matlab及R-K法编写算法,完成了系统弱非线性振动数值求解,通过对数值解和解析解进行对比分析,确定了解析解的适用范围。


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